DE3937102C2 - Device for electronic control of the throttle valve opening - Google Patents

Device for electronic control of the throttle valve opening

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektronischen Steuerung der Drosselklappenstellung einer Brennkraftma­ schine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebe­ nen Gattung. Eine derartige Steuervorrichtung ist bei­ spielsweise aus der US 4 508 078 bekannt.The invention relates to a device for electronic Control of the throttle valve position of an internal combustion engine machine specified in the preamble of claim 1 a genus. Such a control device is at known for example from US 4,508,078.

Dort ist der Drosselklappe und dem Fahrpedal je ein Sensor zugeordnet, deren Ausgangs­ signale in einer elektronischen Steuereinheit verarbeitet werden. Die Verstellgeschwindigkeit der Fahrpedalverstel­ lung wird in der Steuereinheit durch Differentiation der Ausgangssignale des Fahrpedalsensors erfaßt und von der Steuereinheit zu Stellsignalen für den Gleichstrommotor verarbeitet. Wenn die Verstellgeschwindigkeit des Fahrpe­ dals unter einem Bezugswert liegt, entspricht das Stell­ signal für den Gleichstrommotor dem Ausgangssignal des Fahrpedalsensors. Bei Verstellgeschwindigkeiten oberhalb dieses Bezugswertes werden die Werte des Stellsignals vergrößert.There is the throttle and that Accelerator pedal each assigned a sensor, its output signals processed in an electronic control unit become. The adjustment speed of the accelerator pedal adjuster in the control unit by differentiation of the Output signals of the accelerator pedal sensor detected and from the Control unit for control signals for the DC motor processed. If the speed of the Fahrpe dals is below a reference value, the setting corresponds signal for the DC motor the output signal of the Accelerator pedal sensor. At adjustment speeds above this reference value becomes the values of the control signal enlarged.

In der US 4 601 271 ist eine Drosselklappenanordnung be­ schrieben, bei welcher der scheibenförmige Rotor eines Elektromotors direkt auf der Drosselklappenwelle befestigt ist und in einem Gehäuse beidseitig neben dem Rotor Perma­ nentmagnete angeordnet sind. Die Stromzufuhr zu der Rotor­ spule erfolgt über eine Steuereinrichtung und einen Kom­ mutator, in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen eines Fahrpedalsensors und eines Drosselklappensensors.In US 4,601,271 there is a throttle valve assembly wrote, in which the disc-shaped rotor one Electric motor attached directly to the throttle valve shaft and in a housing on both sides next to the rotor Perma Magnets are arranged. The power supply to the rotor  coil takes place via a control device and a comm mutator, depending on the output signals of a Accelerator pedal sensor and a throttle sensor.

In der DE-A-34 15 183 ist eine Vorrichtung zur Adaption des Kennlinienverlaufs eines Stellglieds bekannt, mit der unerwünschte Einflußgrößen eliminiert werden können. Zur Adaption z. B. der Stellglied-Kennlinie bei der Leerlauf- Füllungsregelung einer Brennkraftmaschine wird ein in ei­ nem Regler erzeugter Sollwert für den versellbaren Öff­ nungsquerschnitt eines Kraftstoff führenden Bypasskanals durch multiplikative und/oder additive Einwirkung korri­ giert. Als Integratoren ausgebildete Rechenglieder erhal­ ten ein aus einem Luftmengen-Sollwert und einem Luftmen­ gen-Istwert bestimmtes Eingangsdifferenzsignal.In DE-A-34 15 183 there is a device for adaptation the characteristic curve of an actuator is known with which undesirable influencing factors can be eliminated. For Adaptation z. B. the actuator characteristic curve at idle Filling control of an internal combustion engine is one in egg Setpoint generated by a controller for the adjustable opening cross-section of a bypass duct carrying fuel by multiplicative and / or additive action corri yaws. Computing elements trained as integrators one of an air volume setpoint and an air volume gen actual value determined input difference signal.

In der Zeitschrift "Regelungstechnische Praxis", 23. Jahrg., 1981, H. 12, S. 428-436, ist von D. Ahrens und H. Günter ein Aufsatz "Verfahren der Positionierung und La­ geregelung" veröffentlicht worden, in dem allgemein die in der Antriebstechnik bei der Lageregelung von Bauteilen be­ stehende Problematik diskutiert wird. Als die Lagegenauig­ keit beeinträchtigende Einflüsse werden die Reibung in den bewegten Systemen und auch die durch Induktion verursach­ ten Anlaufverzögerungen von Elektromotoren angegeben, die durch Berechnung von entsprechenden Verstärkungsfaktoren in ausreichendem Maße kompensiert werden.In the journal "Regelstechnische Praxis", 23. Jahrg., 1981, H. 12, pp. 428-436, is by D. Ahrens and H. Günter an essay "Process of positioning and La regulation "has been published, in which generally the in the drive technology for the position control of components standing problem is discussed. As the location accurate Influencing influences are the friction in the moving systems and also those caused by induction specified start-up delays of electric motors, the by calculating corresponding gain factors be compensated to a sufficient extent.

In der JP-A-61-93 251 ist eine Betätigungsvorrichtung für die Drosselklappe einer Brennkraftmaschine für ein mit ei­ nem Traktions-Regelsystem (TRS) bzw. Anti-Schlupf-System ausgerüstetes Kraftfahrzeug beschrieben. Bei diesen Anti- Schlupf-Regelsystemen wird eine zusätzliche Drosselklappe von einem Gleichstrommotor gegen die Kraft einer Rückhol­ feder aus ihrer normalen Offen-Stellung in Schließrichtung bewegt, sobald die elektronische Steuereinrichtung durch Vergleich der Ausgangssignale von Rad-Sensoren einen merk­ baren Schlupf zwischen einem der Antriebsräder und der Aufstandsfläche festgestellt hat.In JP-A-61-93 251 there is an actuator for the throttle valve of an internal combustion engine for one with egg traction control system (TRS) or anti-slip system equipped motor vehicle described. With these anti Slip control systems will be an additional throttle valve  from a DC motor against the force of a return spring from its normal open position in the closing direction moves as soon as the electronic control device goes through Comparison of the output signals from wheel sensors a remark slippage between one of the drive wheels and the Footprint has determined.

Bei den bekannten Betätigungsvorrichtungen für eine Dros­ selklappe unter Verwendung eines Gleichstrommotors ergeben sich Ungenauigkeiten der Drosselklappenpositionierung, die beispielsweise auf veränderliche Betriebsparameter, wie Reibung der bewegten Einzelteile, und auf Alterung zurück­ zuführen sind. Da das gesamte Management der Brennkraftma­ schine und ggf. auch des Getriebes von der angesaugten Luftmenge in entscheidendem Maße mitbestimmt wird, kommt der genauen Positionierung bzw. Einstellung der Drossel­ klappe eine wesentliche Bedeutung zu,In the known actuators for a Dros sel flap using a DC motor throttle positioning inaccuracies that for example on changing operating parameters, such as Friction of the moving parts, and due to aging are to be fed. Since the entire management of the internal combustion engine machine and possibly also the gearbox from the suctioned Air volume is decisively determined, comes the exact positioning or setting of the throttle close an essential meaning

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Steue­ rung der Drosselklappenstellung einer Brennkraftmaschine zu schaffen, welche von veränderlichen Betriebsbedingungen unbeeinflußt eine ausreichend genaue Einstellung eines gewünschten Öffnungsgrades gewährleistet.The object of the invention is a device for control tion of the throttle valve position of an internal combustion engine to create which of changing operating conditions does not influence a sufficiently precise setting of a desired degree of opening guaranteed.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angege­ benen Merkmale gelöst. Die erfindungsgemäße Steuereinrich­ tung kann die Ursachen für die Veränderungen der Betriebs­ eigenschaften erkennen und bei der Bestimmung der Steuer­ signale für den Gleichstrommotor mit berücksichtigen. So wird die jeweilige Federkonstante der dem Gleichstrommotor entgegenwirkenden Rückstellfeder bei voll geöffneter oder voll geschlossener Drosselklappe ermittelt. Zusätzlich wird auch die Reibung der Drosselklappenteile und des Gleichstrommotors bestimmt und zusammen mit den Werten der Federkonstanten bei der Erzeugung der Steuersignale für den Gleichstrommotor mit berücksichtigt. Da Änderungen der Reibungskräfte auch die Rückstellkraft der Feder beein­ flussen, können verschiedene Änderungen von Betriebspa­ rametern durch die lernende Steuerung der erfaßten Feder­ konstanten mit ausreichender Genauigkeit kompensiert wer­ den, beispielsweise der Einfluß der Reibungs- und Träg­ heitskräfte.This object is indicated by the in claim 1 characteristics resolved. The Steuereinrich invention tion can be the causes of changes in operations Recognize properties and when determining the tax Consider signals for the DC motor. So is the respective spring constant of the DC motor counteracting return spring when fully open or fully closed throttle valve determined. In addition  is also the friction of the throttle valve parts and DC motor determined and together with the values of the Spring constants in the generation of the control signals for the DC motor is also taken into account. Because changes in Frictional forces also affect the restoring force of the spring different changes in operational parameters through the learning control of the detected spring constant who compensated with sufficient accuracy the, for example the influence of friction and wear forces.

Bei der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung wird einmal die Differenz zwischen einem Ist-Wert und einem Soll-Wert des Drosselklappen-Öffnungsgrades als Proportionalterm (P-gesteuerte Komponente), und zum anderen der differen­ zierte Wert des Öffnungsgrades als Differentialterm (D- gesteuerte Komponente) verwendet, wobei diese Komponenten noch durch Addition der Reibungskorrekturwerte korrigiert werden, um ein genaues Steuerergebnis zu erhalten.In the control device according to the invention once the difference between an actual value and a target value of the throttle valve opening degree as a proportional term (P-controlled component), and on the other hand the differen decorated value of the degree of opening as a differential term (D- controlled component) used, these components corrected by adding the friction correction values to get an accurate tax result.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtThe invention is described below using exemplary embodiments explained in more detail with reference to the drawings. It shows

Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Antriebssystems, in dem die erfindungsgemäße Vorrichtung Anwendung findet; Figure 1 is a schematic representation for explaining a drive system in which the device according to the invention is used.

Fig. 2 eine Detailansicht der in Fig. 1 gezeigten Drosselklappe; FIG. 2 shows a detailed view of the throttle valve shown in FIG. 1;

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drosselsteuerung; Fig. 3 is a block diagram of an embodiment of the throttle control according to the invention;

Fig. 4 das Schaltbild einer Ausführungsform der Motorantriebsschaltung; Fig. 4 is a circuit diagram of an embodiment of the motor drive circuit;

Fig. 5 ein Steuerungsblockschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Steuerung der Drosselklappenöffnung; Figure 5 is a control block diagram of an embodiment of the inventive device for controlling the throttle opening.

Fig. 6 einen die Beziehung zwischen der tatsächlichen Drehwinkelposition der Drosselklappe und dem tatsächlichen Gleichstrommotor-Strom darstellenden Graphen; Fig. 6 shows a relationship between the actual rotational angle position of the throttle valve and the actual DC motor current representative graph;

Fig. 7 einen die Ansprechcharakteristik bei sich veränderndem Parameter b darstellenden Graphen; Fig. 7 shows a response characteristic changing type in itself parameter b representing the graph;

Fig. 8 einen die Beziehung zwischen den Parametern a und b darstellenden Graphen; Fig. 8 is a graph showing the relationship between parameters a and b;

Fig. 9 ein Steuerblockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Steuerung der Drosselklappenöffnung; 9 is a control block diagram of a further embodiment of the inventive device for controlling the throttle opening.

Fig. 10 einen die Veränderung der Drosselklappenöffnung darstellenden Graphen, wenn der Gleichstrommotor- Strom allmählich gesenkt wird; Fig. 10 is a graph showing the change in throttle opening when the DC motor current is gradually decreased;

Fig. 11 einen die Ansprechcharakteristik der Drosselklappenposition darstellenden Graphen; und Fig. 11 shows a response characteristic of the throttle position representing the graph; and

Fig. 12 ein Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Rechenprogramms. Fig. 12 is a flowchart of the computer program according to the invention.

Nun wird mit Bezug auf die Figuren eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Steuerung der Drosselklappenöffnung im einzelnen beschrieben. Fig. 1 stellt eine erläuternde Ansicht eines Traktionsregelsystems eines Kraftfahrzeugs dar, in dem eine Ausführungsform der Erfindung Anwendung findet. Das in Fig. 1 gezeigte Traktionsregelsystem ist von einer sogenannten "Tandembauart", in der zwei Drosselklappen vorgesehen sind. Das System ist mit einer ersten Drosselklappe 2, die direkt durch ein Gaspedal 4 betätigt wird, und mit einer zweiten Drosselklappe 6, die durch einen als Drosselbetätigungselement wirkenden Gleichstrommotor 8 geöffnet und geschlossen wird, ausgerüstet, so daß die Traktionsregelung durch Steuerung der Öffnung der zweiten Drosselklappe 6 ausgeführt wird. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist bei der zweiten Drosselklappe 6 eine Feder oder Rückholfeder 10 vorgesehen, die die Drosselklappe 6 aus Gründen der Störungssicherheit in die vollständig geöffnete Position vorspannt, so daß diese von selbst in die vollständig geöffnete Position zurückgestellt wird, wenn die Stromzuführung an den Gleichstrommotor 8 unterbrochen ist. Der Gleichstrommotor 8 ist über eine Übersetzung 12 mit der zweiten Drosselklappe 6 verbunden, um die Klappe 6 gegen die Feder 10 zu öffnen und zu schließen.An embodiment of the device according to the invention for controlling the throttle valve opening will now be described in detail with reference to the figures. Fig. 1 is an explanatory view of a traction control system of a motor vehicle is, in the one embodiment of the invention is applied. The traction control system shown in Fig. 1 is of a so-called "tandem design" in which two throttle valves are provided. The system is equipped with a first throttle valve 2 , which is operated directly by an accelerator pedal 4 , and with a second throttle valve 6 , which is opened and closed by a DC motor 8 acting as a throttle actuator, so that the traction control by controlling the opening of the second Throttle valve 6 is executed. As shown in Fig. 2, a spring or return spring 10 is provided in the second throttle valve 6 , which biases the throttle valve 6 for reasons of interference resistance in the fully open position, so that it is automatically returned to the fully open position when the Power supply to the DC motor 8 is interrupted. The DC motor 8 is connected via a transmission 12 to the second throttle valve 6 in order to open and close the valve 6 against the spring 10 .

Wenn in einem von einem leistungsstarken Motor angetriebenen Kraftfahrzeug das Gaspedal 4 unangemessen betätigt wird, kann das Fahrzeug durch das übermäßige Drehmoment an den Antriebsrädern 14 und 16 ins Schleudern geraten. Daher empfängt eine Traktionssteuerung 18 von einzelnen Radgeschwindigkeitssensoren 20, 22, 24 und 26 Signale, um anhand der Differenz zwischen den Geschwindigkeiten der Antriebsräder 14 und 16 und der Geschwindigkeit der bewegten Räder 28 und 30 das Auftreten eines Schlupfs zu ermitteln und um an eine Drosselsteuerung 32 einen Befehl zur Steuerung des Gleichstrommotors 8 entsprechend dem Öffnungsgrad der zweiten Drosselklappe 6 zu liefern, um dadurch die Ausgangsleistung eines Motors 34 so anzupassen, daß der Schlupf in einem vorgegebenen Bereich unterdrückt wird.If the accelerator pedal 4 is operated inappropriately in a motor vehicle driven by a powerful motor, the excessive torque on the drive wheels 14 and 16 can cause the vehicle to skid. Therefore, a traction controller 18 receives signals from individual wheel speed sensors 20, 22, 24 and 26 to determine the occurrence of slip based on the difference between the speeds of the drive wheels 14 and 16 and the speed of the moving wheels 28 and 30 and to a throttle controller 32 to provide a command to control the DC motor 8 according to the opening degree of the second throttle valve 6 , to thereby adjust the output of a motor 34 so that the slip is suppressed in a predetermined range.

Die Öffnung der zweiten Drosselklappe 6 wird zu diesem Zeitpunkt mittels eines Drosselsensors 36 ermittelt und der Traktionssteuerung 18 zugeführt, wodurch ein Rückkopplungssystem gebildet wird.The opening of the second throttle valve 6 is determined at this point in time by means of a throttle sensor 36 and fed to the traction control 18 , as a result of which a feedback system is formed.

Die vorliegende Erfindung wird mit bezug auf Fig. 3, in der eine Ausführungsform der Drosselsteuerung 32 gezeigt ist, beschrieben. Die ermittelten Signale der Radgeschwindigkeitssensoren 20, 22, 24 und 26 werden an eine Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung 40 und weiterhin an eine Schlupfverhältnisberechnungseinrichtung 42 geliefert, um ein den Schlupfgrad angebendes Schlupfverhältnis S zu berechnen.The present invention will be described with reference to FIG. 3, in which an embodiment of the throttle control 32 is shown. The determined signals of the wheel speed sensors 20, 22, 24 and 26 are supplied to a speed determination device 40 and further to a slip ratio calculation device 42 in order to calculate a slip ratio S indicating the degree of slip.

Wie oben beschrieben, wird der Öffnungsgrad der zweiten Drosselklappe 6 so gesteuert, daß das Schlupfverhältnis S in einem vorbestimmten Bereich gehalten wird. In einer Zielöffnungsgradberechnungseinrichtung 44 wird der Öffnungsgrad zu diesem Zeitpunkt, d. h. ein Zielöffnungsgrad Rt, berechnet.As described above, the opening degree of the second throttle valve 6 is controlled so that the slip ratio S is kept in a predetermined range. The degree of opening at this time, ie a target degree of opening R t , is calculated in a target degree of opening calculation device 44 .

Der so berechnete Zielöffnungsgrad Rt wird in die Drosselsteuerung 32 eingegeben, an die andererseits vom Drosselsensor 36 der tatsächliche Öffnungsgrad Rr der zweiten Drosselklappe 6 zugeführt wird.The target opening degree R t calculated in this way is input into the throttle control 32 , to which, on the other hand, the actual opening degree R r of the second throttle valve 6 is supplied by the throttle sensor 36 .

Der Zielöffnungsgrad Rt und der tatsächliche Öffnungsgrad Rr werden in eine Differenzsteuersignalberechnungseinrichtung 46 eingegeben, die ein zur Differenz dieser Signale proportionales Steuersignal, also ein Differenzsteuersignal berechnet.The target degree of opening R t and the actual degree of opening R r are input into a differential control signal calculation device 46 which calculates a control signal proportional to the difference between these signals, that is to say a differential control signal.

Außerdem wird der tatsächliche Öffnungsgrad Rr vom Drosselsensor 36 in eine Öffnungsgradsignalberechnungseinrichtung 48 eingegeben, in der ein zum Öffnungsgrad proportionales Signal erzeugt wird.In addition, the actual opening degree R r is input by the throttle sensor 36 into an opening degree signal calculation device 48 , in which a signal proportional to the opening degree is generated.

Der tatsächliche Öffnungsgrad Rr vom Drosselsensor 36 wird zudem einer Differenziereinrichtung 50 zugeführt, die einen die Bewegungsgeschwindigkeit der zweiten Drosselklappe 6 angebenden differenzierten Öffnungswert Rv ausgibt. Dieser differenzierte Öffnungswert Rv wird an eine Differentialsteuersignalberechnungseinrichtung 52 und an eine Reibungskorrektursignalberechnungseinrichtung 54 geliefert. Die Differentialsteuersignalberechnungseinrichtung 52 liefert ein dem differenzierten Öffnungswert Rv entsprechendes Differentialsteuersignal, während die Reibungskorrektursignalberechnungseinrichtung 54 ein Reibungskorrektursignal ausgibt.The actual opening degree R r from the throttle sensor 36 is also fed to a differentiating device 50 , which outputs a differentiated opening value R v indicating the speed of movement of the second throttle valve 6 . This differentiated opening value R v is supplied to a differential control signal calculation device 52 and to a friction correction signal calculation device 54 . The differential control signal calculation device 52 supplies a differential control signal corresponding to the differentiated opening value R v , while the friction correction signal calculation device 54 outputs a friction correction signal.

Sämtliche auf vier Leitungen geführte Signale werden einer Addier-/Subtrahiereinrichtung 56 zugeführt, die die Signale dreier Leitungen, d. h. das Differenzsteuersignal von der Differenzsteuersignalberechnungseinrichtung 46, das Differentialsteuersignal von der Differentialsteuersignalberechnungseinrichtung 52 und das Öffnungsgradsteuersignal von der Öffnungsgradsignalberechnungseinrichtung 48 einer Rechenoperation unterzieht. Das von der Reibungskorrektursignalberechnungseinrichtung 54 gelieferte Reibungskorrektursignal wird später beschrieben.All the signals carried on four lines are fed to an adder / subtractor 56 , which subjects the signals of three lines, ie the differential control signal from the differential control signal calculator 46 , the differential control signal from the differential control signal calculator 52, and the opening degree control signal from the opening degree signal calculator 48 to an arithmetic operation. The friction correction signal provided by the friction correction signal calculator 54 will be described later.

Das Rechenergebnis wird durch eine Spannungskorrektureinrichtung 58 korrigiert und dann in eine Arbeitssteuersignalberechnungseinrichtung 60 eingegeben. Das korrigierte Signal wird durch die Berechnungseinrichtung 60 in ein Arbeitssteuersignal für die Steuerung des Gleichstrommotors umgewandelt und an die Motorantriebseinrichtung 62 geliefert, um den Gleichstrommotor 8 anzutreiben und dadurch die zweite Drosselklappe 6 zu öffnen und zu schließen.The calculation result is corrected by a voltage correction device 58 and then input to a work control signal calculation device 60 . The corrected signal is converted into a work control signal for the control of the DC motor by the calculation device 60 and is supplied to the motor drive device 62 to drive the DC motor 8 and thereby open and close the second throttle valve 6 .

In Fig. 4 sind Einzelheiten der Motorantriebseinrichtung 62 gezeigt. Die Motorantriebseinrichtung 62 wird von einer sogenannten "H-Typ-Transistorbrückenschaltung" gebildet und ist aus vier FETs 70, 72, 74 und 76 aufgebaut. Durch paarweise Steuerung der Leitfähigkeit diagonal angeordneter FETs, z. B. der FETs 70 und 76 bzw. der FETs 72 und 74, wird der Gleichstrommotor 8 vorwärts und rückwärts gedreht. Insbesondere wird die Stromsteuerung des Gleichstrommotors 8 durch Steuerung der Leitfähigkeiten der einzelnen FETs anhand von Impulssignalen und durch die Änderung des Pegelverhältnisses der Impulssignale bewerkstelligt.In FIG. 4, details of the motor drive device 62 are shown. The motor drive device 62 is formed by a so-called "H-type transistor bridge circuit" and is composed of four FETs 70, 72, 74 and 76 . By controlling the conductivity of diagonally arranged FETs in pairs, e.g. B. the FETs 70 and 76 or the FETs 72 and 74 , the DC motor 8 is rotated back and forth. In particular, the current control of the DC motor 8 is accomplished by controlling the conductivities of the individual FETs on the basis of pulse signals and by changing the level ratio of the pulse signals.

Wenn in diesem Moment der Strom des Gleichstrommotors 8 auf einen vorgegebenen Wert geregelt wird, d. h. wenn die erwähnte Belastung auf einen vorgegebenen Wert eingestellt wird, wird der Wert des tatsächlich durch den Gleichstrommotor 8 fließenden Stroms anhand der Klemmenspannung geändert.At this moment, when the current of the DC motor 8 is regulated to a predetermined value, that is, when the load is set to a predetermined value, the value of the current actually flowing through the DC motor 8 is changed based on the terminal voltage.

Daher wird die Spannung durch Ermittlung der Spannung des Gleichstrommotors 8 mittels einer Spannungsermittlungseinrichtung 80 und durch Lieferung des ermittelten Wertes an die oben erwähnte Spannungskorrektureinrichtung 58 korrigiert.Therefore, the voltage is corrected by determining the voltage of the DC motor 8 by means of a voltage determination device 80 and by supplying the determined value to the above-mentioned voltage correction device 58 .

Ein Mikrocomputer 82 weist einen Nur-Leser-Speicher (ROM), in dem ein Programm gespeichert ist, einen Schreib-Lese- Speicher (RAM) und einen A/D-Wandler auf und steuert über Schaltelemente 84, 86, 88 und 90 in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Drosselsensors 36 und eines Gaspedalpositionssensors 91 wahlweise die vier FETs 70, 72, 74 und 76, um den Gleichstrommotor-Strom einzustellen. Dieser Gleichstrommotor-Strom wird durch Ermittlung der Spannung über einen Widerstand 92 gemessen. Ein Verstärker 94 versorgt den Mikrocomputer 82 mit dem ermittelten Motorstromsignal, um die Amplitude des Gleichstrommotor-Stroms kontinuierlich zu steuern.A microcomputer 82 has a read-only memory (ROM) in which a program is stored, a random access memory (RAM) and an A / D converter and controls via switching elements 84, 86, 88 and 90 in Depending on the output signal of the throttle sensor 36 and an accelerator position sensor 91, the four FETs 70, 72, 74 and 76 can be selected to adjust the DC motor current. This DC motor current is measured by determining the voltage across a resistor 92 . An amplifier 94 supplies the microcomputer 82 with the determined motor current signal to continuously control the amplitude of the DC motor current.

Diese Funktionen der Drosselsteuerung 32 sind in dem in Fig. 5 gezeigten Steuerungsblockschaltbild dargestellt.These functions of the throttle control 32 are shown in the control block diagram shown in FIG. 5.

In Fig. 5 entspricht ein die Federkonstante Ks′ einer Rückstellfeder 10 enthaltender Block 100 der Öffnungsgradsignalberechnungseinrichtung 48; ein Block 102, der das Trägheitsmoment Is′ der gesamten Betätigungsvorrichtung der zweiten Drosselklappe enthält, die aus dem Gleichstrommotor 8 und der Drosselklappe 6 aufgebaut ist, entspricht der Differenzsteuersignalberechnungseinrichtung 46; ein Block 104, der ebenfalls das Trägheitsmoment Is′ enthält und mit dem differenzierten Öffnungsgradwert Rv versorgt wird, entspricht der Differentialsteuersignalberechnungseinrichtung 52; ein Block 106 schließlich entspricht der Reibungskorrektursignalberechnungseinrichtung 54. Ferner stellt ein Block 108 den Gesamtaufbau eines Drosselklappenbetätigungsmechanismus dar, der aus dem Gleichstrommotor 8 und der Drosselklappe 6 aufgebaut ist. In diesem Block 108 wirkt ein Block 110 als Korrekturterm für eine Reibungsdrehmomentkonstante Tf.In FIG. 5, a spring constant K s' of a return spring 10 containing block corresponds to 100, the opening degree signal calculating means 48; a block 102 , which contains the moment of inertia I s ' of the entire actuating device of the second throttle valve, which is composed of the direct current motor 8 and the throttle valve 6 , corresponds to the differential control signal calculation device 46 ; a block 104 , which also contains the moment of inertia I s ' and is supplied with the differentiated degree of opening value R v , corresponds to the differential control signal calculation device 52 ; a block 106 finally corresponds to the friction correction signal calculation device 54 . A block 108 further illustrates the overall structure of a throttle valve actuation mechanism, which is composed of the direct current motor 8 and the throttle valve 6 . In this block 108, a block 110 acts as a correction term for a friction torque constant T f .

Die Parameter sind wie folgt definiert:The parameters are defined as follows:

Tm: Gleichstrommotordrehmoment
Tfm: Reibungsdrehmoment der Motorwelle
Im: Trägheitsmoment des Gleichstrommotors
Rm: Drehwinkel des Gleichstrommotors
G: Übersetzungsverhältnisse eines zwischen dem Gleichstrommotor 8 und der Drosselklappe 6 dazwischengeschalteten Reduktionsgetriebemechanismus
Ig: Trägheitsmoment des Getriebes
Rr: Drosselklappenöffnungsposition
R₀: von der Feder 10 bewirkte Einstellposition
Ks: Federkonstante
Tf: Reibungsdrehmoment der Drosselwelle
Tv: Luftwiderstand der Drosselklappe
I: Motorstrom
Km: Drehmomentkonstante, die das Ausgangsdrehmoment pro Einheitsstromwert des Gleichstrommotors 8 angibt
Ks′: tatsächliche Federkonstante
Is′: tatsächliches Trägheitsmoment
a,b: Polzuordnungsparameter, die die Ansprechzeit beherrschen, die durch das Intervall zwischen dem Moment, in dem der Befehl zum Öffnen der Drosselklappe 6 ausgegeben wird und dem Moment, in dem die Drosselklappe 6 den dem Öffnungsbefehl entsprechenden Öffnungsgrad erreicht, gegeben ist.T m : DC motor torque
T fm : friction torque of the motor shaft
I m : moment of inertia of the DC motor
R m : angle of rotation of the DC motor
G: Gear ratios of a reduction gear mechanism interposed between the DC motor 8 and the throttle valve 6
I g : moment of inertia of the gear
R r : throttle valve opening position
R₀: setting position effected by the spring 10
K s : spring constant
T f : friction torque of the throttle shaft
T v : air resistance of the throttle valve
I: motor current
K m : Torque constant that indicates the output torque per unit current value of the DC motor 8
K s ′: actual spring constant
I s ′: actual moment of inertia
a, b: pole assignment parameters which control the response time, which is given by the interval between the moment in which the command to open the throttle valve 6 and the moment in which the throttle valve 6 reaches the opening degree corresponding to the opening command is given.

Wenn der Gleichstrommotor 8 so betätigt wird, daß er die vollständig geschlossene Drosselklappe 6 öffnet, ist das Trägheitsmoment Is′ durch die folgende Gleichung gegeben:If the DC motor 8 is operated so that it opens the fully closed throttle valve 6 , the moment of inertia I s ' is given by the following equation:

Is′=ImG²+IgIs ′ = ImG² + Ig

Die Zustandsgleichung ist durchThe equation of state is through

gegeben, wobeigiven  in which

Wenn die ZustandsrückkopplungIf the state feedback

angewendet wird, um eine beliebige Ansprechempfindlichkeit zu erhalten, wird das Blockschaltbild in die in Fig. 5 gezeigte Darstellung geändert.is applied to obtain any response sensitivity, the block diagram is changed to the illustration shown in FIG .

Nun wird angenommen, daß Ks=Ks′ und Is=Is′ ist; damit wird die detaillierte Erläuterung fortgesetzt.Now it is assumed that K s = K s 'and I s = I s '; this continues the detailed explanation.

Wenn Km=Km′ ist, kann das gesamte Regelsystem anhand der folgenden, vereinfachten Zustandsgleichungen (4) und (5) behandelt werden:If K m = K m ′, the entire control system can be treated using the following simplified state equations (4) and (5):

Wenn die Parameter a und b festgesetzt werden, stimmt die Ansprechempfindlichkeit des Regelsystems mit der folgenden Übertragungsfunktion (6) überein:If parameters a and b are set, that is correct Responsiveness of the control system with the following Transfer function (6) matches:

Der Wert des an den Gleichstrommotor 8 gelieferten Stroms hat jedoch einen Grenzwert, so daß es schwierig ist, die Ansprechempfindlichkeit des Systems mit der obigen Zustandsgleichung oder Übertragungsfunktion in Übereinstimmung zu bringen. Ein kleiner Unterschied zwischen ihnen hat keinen Einfluß auf die Stabilität des Gesamtsystems.However, the value of the current supplied to the DC motor 8 has a limit value, so that it is difficult to reconcile the responsiveness of the system with the above equation of state or transfer function. A small difference between them has no influence on the stability of the overall system.

In Fig. 6 ist ein Graph gezeigt, der die Beziehung zwischen der tatsächlichen Drehwinkelposition der Drosselklappe 6 und dem tatsächlichen Gleichstrommotor-Stromwert darstellt. Der maximale Gleichstrommotor-Strom ist begrenzt, so daß beim Starten des Gleichstrommotors kein Überstrom durch diesen Motor fließt. Wenn die Grenze 0.08 Sekunden nach dem Startzeitpunkt freigegeben wird, stimmt die Ansprechempfindlichkeit mit der oben erwähnten Übertragungsfunktion überein.In Fig. 6 is shown a graph representing the relationship between the actual rotational angle position of the throttle valve 6 and the actual DC motor current value. The maximum DC motor current is limited so that no overcurrent flows through this motor when the DC motor is started. If the limit is released 0.08 seconds after the start time, the response sensitivity corresponds to the transfer function mentioned above.

Wenn die durch den Gleichstrommotor ausgeführte, oben erwähnte Drehpositionssteuerung auf die Drosselklappenpositionssteuerung angewendet wird, ist die Vermeidung eines Überschwingens in der Drosselklappensteuerung erforderlich. Wenn die Drosselklappe aufgrund eines Überschwingens auf eine Sperre trifft, verursacht dies eine Fehlerhaftigkeit, ein Geräusch und eine kurze Lebensdauer des Systems.If the one carried out by the DC motor, above mentioned rotation position control on the throttle position control is applied is avoidance an overshoot in the throttle valve control is required. If the throttle is due to overshoot encounters a lock, it causes an error, a noise and a short lifespan of the system.

Durch eine geeignete Wahl der oben genannten Parameter a und b kann mit der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung eine Ansprechempfindlichkeit, die frei von jeglichem Überschwingen ist, erzielt werden.By a suitable choice of the above parameters a and b can with the present embodiment of the invention a responsiveness that is devoid of anything Overshoot is to be achieved.

In Fig. 7 sind Ansprechcharakteristiken gezeigt, bei denen der Parameter a auf einem konstanten Wert gehalten und der Parameter b variiert wird. Wie aus Fig. 7 ersichtlich, kann mit einem geeigneten Wert b einerseits die Einstellzeit minimiert und andererseits ein Überschwingen verhindert werden. Fig. 7 shows response characteristics in which the parameter a is kept at a constant value and the parameter b is varied. As can be seen from FIG. 7, with a suitable value b the setting time can be minimized on the one hand and overshoot can be prevented on the other hand.

In Fig. 8 ist für einen vorgegebenen Wert des Parameters a der optimale Wert des Parameters b angegeben. Dieser Graph eignet sich für die Festlegung der Parameter a und b.In FIG. 8, the parameter b is given a the optimum value of the parameter for a predetermined value. This graph is suitable for defining parameters a and b.

In der obigen Erläuterung wurde der dritte Ausdruck der Formel (1) vernachlässigt, andererseits wurden das Reibungsdrehmoment, die Hysterese der Feder 10 und die anfängliche Einstellast der Feder 10 hinzuaddiert.In the above explanation, the third expression of the formula (1) has been neglected, on the other hand, the friction torque, the hysteresis of the spring 10 and the initial adjustment load of the spring 10 have been added.

In Fig. 5 werden das Reibungsdrehmoment und die Federhysterese mit Tf′ bzw. durch die Geschwindigkeitsfunktion bezeichnet, während die anfängliche Einstellposition der Feder 10 mit R₀ bezeichnet wird. Die anfängliche Einstellast der Feder KsxR₀ wird durch den Ausdruck (Km/Km′)xKs′xR₀′ in der Steuerschaltung kompensiert.In FIG. 5, the friction torque and the spring hysteresis with T f 'are respectively denoted by the speed function during the initial adjustment of the spring is denoted with 10 R₀. The initial adjustment branch of the spring K s xR₀ is compensated for by the expression (K m / K m ′) xK s ′ xR₀ ′ in the control circuit.

Das Reibungsdrehmoment und die Hysterese der Feder 10 werden mittels der Gleichung Tf=(Km/Km′)xTf′ kompensiert.The friction torque and the hysteresis of the spring 10 are compensated for by the equation T f = (K m / K m ') xT f '.

Die anfängliche Einstellposition R₀ der Feder 10 und das Reibungsdrehmoment und die Federhysterese Tf variieren beträchtlich mit der Produktstreuung, der Umgebungsänderung und der Alterungsverschlechterung, so daß eine einheitliche Festlegung der Werte R₀ und Tf in der Steuerschaltung unmöglich ist.The initial set position R₀ of the spring 10 and the friction torque and spring hysteresis T f vary considerably with the product spread, the change in the environment and the deterioration in aging, so that a uniform definition of the values R₀ and T f in the control circuit is impossible.

Wenn der Wert R₀′ den Wert R₀ nicht kompensieren kann und das Regelsystem in einem stabilen Zustand ist (vollständig geöffnet oder vollständig geschlossene Position), so gilt die folgende Gleichung:If the value R₀ 'cannot compensate the value R₀ and the control system is in a stable state (complete open or fully closed position) the following equation:

Is′ (a²+b²) (Rt-Rr) = Ks′(R₀′-R₀)Is ′ (a² + b²) (Rt-Rr) = Ks ′ (R₀′-R₀)

wobei Ks=Ks′ und Km=Km′ ist.where K s = K s 'and K m = K m '.

Diese Gleichung kann wie folgt umgeformt werden:This equation can be transformed as follows:

Hierbei ist Tf eine mit der Geschwindigkeit sich ändernde Funktion.Here T f is a function that changes with speed.

Am Beginn der Bewegung der Drosselklappe erzeugt die durch Tf-Tf′ gegebene Reibung eine gegen die Bewegung der Drosselklappe 6 gerichtete Kraft.At the beginning of the movement of the throttle valve, the friction given by T f -T f 'generates a force directed against the movement of the throttle valve 6 .

Für die Drosselklappenbetriebscharakteristik ist die Erfüllung der Gleichung Tf-Tf′ = 0 erstrebenswert; die Verringerung von Tf-Tf′ auf Null ist jedoch sehr schwierig. Falls Tf-Tf′<0, wird das Regelsystem instabil. Daher ist es ratsam, Tf-Tf′ <0 zu setzen und die Differenz Tf-Tf′ als Reibung zu behandeln.For the throttle valve operating characteristic, the fulfillment of the equation T f -T f ′ = 0 is desirable; however, reducing T f -T f 'to zero is very difficult. If T f -T f ′ <0, the control system becomes unstable. It is therefore advisable to set T f -T f '<0 and treat the difference T f -T f ' as friction.

Der positive Wert Tf-Tf′ bewirkt eine Abweichung Rt-Rr, die durch die GleichungThe positive value T f -T f 'causes a deviation R t -R r by the equation

gegeben ist.given is.

In Fig. 10 ist die Bewegung der Drosselklappe gezeigt, wenn der Gleichstrommotor-Strom allmählich erhöht oder gesenkt wird. In Fig. 10 wird nur der Gleichstrommotor- Strom verändert. Wenn i₁ einen Stromwert zum Zeitpunkt t₁, zu dem die Drosselklappe die Bewegung in einer Richtung beginnt, und i₂ einen Stromwert zu einem Zeitpunkt t₂, zu dem die Drosselklappe die Bewegung in der Gegenrichtung beginnt, darstellt, gelten die folgenden Gleichungen:In Fig. 10, the movement of the throttle valve is shown when the DC motor current is gradually increased or decreased. In Fig. 10, only the DC motor current is changed. When i 1 is a current value at time t 1 when the throttle valve begins to move in one direction and i 2 is a current value at time t 2 when the throttle valve begins to move in the opposite direction, the following equations apply:

Kmi₁ = KsR₀ + Tf Kmi₁ = KsR₀ + T f

Kmi₂ = KsR₀ - Tf Kmi₂ = KsR₀ - T f

Wegen der letzten dieser drei Gleichungen wird R₀ durch R₀′ geschätzt und kompensiert.Because of the last of these three equations, R₀ is R₀ ′ estimated and compensated.

In Fig. 11 ist ein Beispiel der Ansprechcharakteristik gezeigt, wenn Tf-Tf′<R₀ und die Zielposition Rt=20° ist.In Fig. 11, an example of the response characteristic is shown when T f -T f '<R₀ and the target position R t = 20 °.

Wegen Tf-Tf′<R₀ bleibt eine nicht kompensierte Abweichung Rt-Rr.Because of T f -T f ′ <R₀ there remains an uncompensated deviation R t -R r .

Falls Tf-Tf′=0 ist, wird die Abweichung auf Null verringert; da es jedoch schwierig ist, in einem praktischen System Tf-Tf′ auf den Wert Null einzuregeln, werden statt dessen die Parameter a und b so geändert, daß ein Überschwingen bewirkt und die Abweichung Tf-Tf′ durch dieses Überschwingen kompensiert wird. Folglich weist das Regelsystem eine genaue und stabile Regelungscharakteristik auf, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist.If T f -T f ′ = 0, the deviation is reduced to zero; However, since it is difficult to regulate the value zero in a practical system T f -T f ', the parameters a and b are instead changed so that an overshoot is caused and the deviation T f -T f ' is compensated by this overshoot becomes. As a result, the control system has an accurate and stable control characteristic as shown in FIG. 6.

In Fig. 12 ist ein Flußdiagramm des in der Mikroprozessoreinheit 82 bereitgestellten Rechenprogramms gezeigt. Das Flußdiagramm wird in jedem vorgegebenen Zeitintervall mittels eines Zeitablaufplanes gestartet. FIG. 12 shows a flow chart of the computing program provided in the microprocessor unit 82 . The flow chart is started in every predetermined time interval by means of a time schedule.

Im Schritt 120 nimmt das Programm die Drosselklappenposition Rr und im Schritt 121 die Gaspedalposition Rt auf und berechnet im Schritt 122 die Abweichung Rr-Rt. In step 120 , the program records the throttle valve position R r and in step 121 the accelerator pedal position R t , and in step 122 calculates the deviation R r -R t .

Dann geht das Programm weiter zum Schritt 124, in dem der Motorstromwert i berechnet wird, sofern die folgenden Bedingungen nicht erfüllt sind:The program then proceeds to step 124 , in which the motor current value i is calculated if the following conditions are not met:

  • (1) im Schritt 123 wird die Zielposition Rt=0 ermittelt; oder(1) in step 123 the target position R t = 0 is determined; or
  • (2) im Schritt 127 wird ermittelt, daß die Zielposition Rt angenähert gleich der wirklichen Position Rr ist.(2) In step 127 , it is determined that the target position R t is approximately equal to the real position R r .

Der Wert des Stroms i ist durch die GleichungThe value of current i is through the equation

i = A(Rt-Rr) - BΔRr + C(Rr -R₀′),i = A (Rt-Rr) - BΔRr + C (Rr -R₀ ′),

gegeben.given.

Im Schritt 125 setzt das Programm ein Zustandsbit auf den Wert "1" und gibt den Stromwert i im Schritt 126 aus.In step 125 , the program sets a status bit to the value "1" and outputs the current value i in step 126 .

Wenn andererseits der Zielwert Rt=0 und die tatsächliche Position Rr angenähert gleich Rt ist, wird im Schritt 128 beurteilt, ob ΔR Null ist oder nicht. Wenn im Schritt 128 beurteilt wird, daß ΔR Null ist und im Schritt 129 festgestellt wird, daß das Zustandsbit den Wert "1" besitzt, geht das Programm weiter zum Schritt 130, um i₁=i₁+Δi zu berechnen. Dann berechnet das Programm in den Schritten 131 und 132 die Stromwerte i₂ bzw. i, um den Stromwert i ausgegeben.On the other hand, if the target value R t = 0 and the actual position R r is approximately equal to R t , it is judged in step 128 whether ΔR is zero or not. If it is judged in step 128 that ΔR is zero and it is determined in step 129 that the status bit is "1", the program proceeds to step 130 to calculate i₁ = i₁ + Δi. Then in steps 131 and 132 the program calculates the current values i₂ and i to output the current value i.

Falls im Schritt 129 das Zustandsbit den Wert "-1" besitzt, berechnet das Programm im Schritt 136 i₂=i₂-Δi und im Schritt 137 den Stromwert i, und denselben auszugeben. If in step 129 the status bit has the value "-1", the program calculates i₂ = i₂-Δi in step 136 and the current value i in step 137 and outputs the same.

Wenn im Schritt 129 das Zustandsbit den Wert "0" besitzt, werden im Schritt 135 die Stromwerte i und i₁ auf den Wert 0 (Anfangseinstellung) gesetzt.If in step 129 the status bit has the value "0", in step 135 the current values i and i 1 are set to the value 0 (initial setting).

Wenn im Schritt 128 ΔR<0 ist, geht das Programm zum Schritt 139 weiter, löscht das Zustandsbit und bestimmt im Schritt 140 einen gelernten Wert R₀′. Wie oben erwähnt, ist der gelernte Wert R₀′, der durch einen Lernprozeß bestimmt wurde, durch die folgende Gleichung gegeben.If ΔR <0 in step 128 , the program proceeds to step 139 , clears the status bit and determines a learned value R₀ 'in step 140 . As mentioned above, the learned value R₀ 'determined by a learning process is given by the following equation.

Die Steuerung wird anschließend unter Verwendung des gelernten Wertes R₀′ ausgeführt.The control is then learned using the Value R₀ 'executed.

Wenn in dem obigen System die Einflüsse der Drehmomentkonstanten Tf des Blocks 110 in dem aus dem Gleichstrommotor 8, der Drosselklappe 6 und der Rückstellfeder 10 aufgebauten Betätigungssystem hinreichend klein sind, um vernachlässigt werden zu können, entsteht bei den oben erwähnten drei Arten von Steuersignalen kein ernsthaftes Problem. Die Einflüsse aufgrund der Reibungsdrehmomentkonstanten Tf können jedoch nicht vernachlässigt werden, so daß eine hohe Genauigkeit nicht erhalten werden kann. Wenn im Betätigungssystem ein nicht vernachlässigbares Drehmoment vorliegt, wird es durch die durch den Block 110 dargestellte Reibungsdrehmomentkonstante Tf so beeinflußt, daß es als die Differenz zwischen dem Zielöffnungsgrad Rt und dem tatsächlichen Öffnungsgrad Rr erscheint.In the above system, if the influences of the torque constant T f of the block 110 in the actuation system composed of the DC motor 8 , the throttle valve 6 and the return spring 10 are sufficiently small to be neglected, none of the above-mentioned three types of control signals arise serious problem. However, the influences due to the friction torque constant T f cannot be neglected, so that high accuracy cannot be obtained. If there is a non-negligible torque in the actuation system, it is affected by the friction torque constant T f represented by block 110 so that it appears as the difference between the target opening degree R t and the actual opening degree R r .

In der vorliegenden Ausführungsform wird daher für die oben erwähnte Reibungskorrektursignalberechnungseinrichtung 54 der Block 106 hinzugefügt, der in dem Steuerblock als Korrekturterm für die Reibungsdrehmomentkonstante Tf wirkt. In the present embodiment, therefore, for the above-mentioned friction correction signal calculator 54, block 106 is added, which acts in the control block as a correction term for the friction torque constant T f .

Durch den Block 106 werden alle im Drosselklappenbetätigungsmechanismus 108 enthaltene Elemente bei der Steuerung berücksichtigt, so daß die Steuerung so ausgeführt werden kann, daß keine Differenz bestehen bleibt.Block 106 takes into account all of the elements contained in the throttle valve actuation mechanism 108 in the control, so that the control can be carried out so that no difference remains.

Die Reibungskorrektursignalberechnungseinrichtung 54, das heißt der Block 106, ist mit einer Tabelle versehen, die das Reibungsdrehmoment, das durch im voraus ausgeführte tatsächliche Messungen bestimmt wird, enthält, so daß das der Reibungsdrehmomentkonstanten Tf entsprechende Reibungskorrektursignal erzeugt und in die Addier-/Subtrahiereinrichtung 56 eingegeben wird.The friction correction signal calculator 54 , i.e. , block 106 , is provided with a table that contains the friction torque determined by actual measurements made in advance so that the friction correction signal corresponding to the friction torque constant T f generates and is input to the adder / subtractor 56 is entered.

Zu diesem Zeitpunkt entsteht jedoch das Problem, daß der Wert der Reibungsdrehmomentkonstanten Tf durch die Öffnungs- oder Schließungsrate der Drosselklappe 6 geändert wird. Insbesondere zeigt die Reibungskraft bei statischer bzw. dynamischer Reibung so weitgehend verschiedene Werte, daß die erstere im allgemeinen als beträchtlich höher angesehen werden muß. Wenn für die Reibungsdrehmomentkonstante Tf ein der Bewegung der Drosselklappe 6 entsprechender geschätzter Wert verwendet wird, ist die Korrektur durch die Reibungsdrehmomentkonstante Tf dann, wenn die ruhende Drosselklappe 6 geöffnet oder geschlossen werden soll, so unzureichend, daß die Drosselklappe 6 wahrscheinlich unbewegt bleibt. Wenn der geschätzte Wert zum Anhalten der Drosselklappe 6 verwendet wird, kann die Korrektur durch die Reibungsdrehmomentkonstante Tf ein so hohes Ausmaß annehmen, daß in der Steuerung ein Überschwingen hervorgerufen wird.At this time, however, there arises a problem that the value of the friction torque constant T f is changed by the opening or closing rate of the throttle valve 6 . In particular, the frictional force with static or dynamic friction shows such widely differing values that the former must generally be regarded as considerably higher. If f is the friction torque constant T is a movement of the throttle valve 6 corresponding estimated value is used, the correction is f by the friction torque constant T when the stationary throttle valve to be opened or closed 6 so insufficient that the throttle valve 6 is likely to remain unmoved. If the estimated value for stopping the throttle valve 6 is used, the correction by the friction torque constant T f can become so great that an overshoot is caused in the control.

In der vorliegenden Ausführungsform ist der Block 106 mit zwei Arten von Tabellen versehen, die dem Betrieb bei ruhender Drosselklappe 6 und bei bewegter Drosselklappe 6 entsprechen. Diese Tabellen werden entsprechend dem differenzierten Öffnungsgradwert Rv gewählt.In the present embodiment, block 106 is provided with two types of tables that correspond to operation when the throttle valve 6 is at rest and when the throttle valve 6 is in motion. These tables are selected in accordance with the differentiated opening degree value R v .

Die Reibungskorrektur kann stets ungeachtet dem Steuerzustand der zweiten Drosselklappe 6 genau ausgeführt werden, so daß die TRS-Steuerung mit hinreichend hoher Genauigkeit ausgeführt werden kann.The friction correction can always be carried out precisely regardless of the control state of the second throttle valve 6 , so that the TRS control can be carried out with sufficiently high accuracy.

Den Einflüssen der Temperatur und der Feuchtigkeit auf die Reibungskraft wurde in der vorliegenden Ausführungsform keine besondere Beachtung geschenkt. Wenn die Reibungsdrehmomentkonstante Tf unter Beachtung dieser Einflüsse geschätzt wird, kann die Steuerung selbstverständlich mit noch höherer Genauigkeit ausgeführt werden.No particular attention was paid to the effects of temperature and humidity on the friction force in the present embodiment. If the friction torque constant T f is estimated considering these influences, the control can of course be carried out with even higher accuracy.

Die beschriebene Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist auf die Anwendung in einer Steuerung des Öffnungsgrades der Drosselklappe in einem Traktionsregelsystem eines Kraftfahrzeugs gerichtet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine solche Anwendung beschränkt, sie kann vielmehr auf irgendeinen Ventil- oder Klappenmechanismus angewendet werden, falls das Ventil oder die Klappe mittels eines Betätigungselementes geöffnet oder geschlossen wird. Es bedarf keiner besonderen Erwähnung, daß die Wirkungen der vorliegenden Erfindung in jedem dieser Fälle erwartet werden können. Erfindungsgemäß können ausreichend viele im Betätigungssystem für die Drosselklappe eines Verbrennungsmotors vorhandene Steuerfaktoren berücksichtigt werden, so daß der Klappenöffnungsgrad ohne Schwierigkeit mit hoher Genauigkeit gesteuert werden kann, womit hochgenaue Steuerungseigenschaften des Traktionsregelsystems des Kraftfahrzeugs erzielt werden.The described embodiment of the present invention is for use in controlling the degree of opening the throttle valve in a traction control system a motor vehicle directed. The invention is but not limited to such an application, they can rather on any valve or flap mechanism be applied if the valve or the flap opened or closed by means of an actuating element becomes. There is no need to mention that the effects of the present invention in each of these Cases can be expected. According to the invention can be sufficient many in the throttle valve actuation system existing control factors of an internal combustion engine are taken into account be so that the flap opening degree without Difficulty can be controlled with high accuracy with which highly precise control properties of the traction control system of the motor vehicle can be achieved.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Steuerung der Drosselklappenstellung einer Brennkraftmaschine, bestehend aus
  • - einem Gleichstrommotor (8) mit einem Getriebe zum Verstellen der im Ansaugrohr der Brennkraftmaschine angeordneten Drosselklappe (6),
  • - einem dem Gleichstrommotor (8) zugeordneten Dros­ selklappensensor (36) zum Erfassen der Ist-Stellung (Rr) der Drosselklappe (6),
  • - einer Einrichtung (44) zum Bestimmen einer Soll-Stellung (Rt) der Drosselklappe (6) und
  • - einer elektronischen Steuereinheit (32), die zumindest ein Rechenglied (46) zum Bestimmen der Differenz zwi­ schen der Soll-Stellung (Rt) und der vom Drosselklap­ pensensor (36) erfaßten Ist-Stellung (Rr) der Drossel­ klappe (6) enthält und ein die Stromstärke des Gleich­ strommotors (8) steuerndes Ausgangssignal erzeugt,
    dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Steuereinheit (32) ein Differenzierglied (50) zum Differenzieren der Ausgangssignale des Drosselklappen­ sensors (36) nach der Zeit zum Erhalt eines die Ver­ stellgeschwindigkeit der Drosselklappe (6) kennzeichnenden Wertes (Rv), eine Einrichtung (54) zum Bestimmen eines Reibungskorrekturwertes entsprechend dem Ausgangswert (Rv) des Differenziergliedes (50) sowie eine Recheneinheit (56) aufweist, die aus der im Re­ chenglied (46) bestimmten Differenz und dem in der Einrichtung (54) bestimmten Reibungskorrekturwert ein korrigiertes Ausgangssignal erzeugt, und
  • - ein Spannungsmesser (80) zum Erfassen der Betriebs­ spannung des Gleichstrommotors (8) mit einem Korrek­ turglied (58) der Steuereinheit (32) gekoppelt ist, in dem das Ausgangssignal der Recheneinheit (56) auf der Grundlage der erfaßten Motorspannung korrigiert wird.
1. Device for controlling the throttle valve position of an internal combustion engine, consisting of
  • - A DC motor ( 8 ) with a gear for adjusting the throttle valve ( 6 ) arranged in the intake pipe of the internal combustion engine,
  • - A throttle valve sensor ( 36 ) assigned to the direct current motor ( 8 ) for detecting the actual position (R r ) of the throttle valve ( 6 ),
  • - A device ( 44 ) for determining a target position (R t ) of the throttle valve ( 6 ) and
  • - An electronic control unit ( 32 ), the at least one computing element ( 46 ) for determining the difference between the target position (R t ) and the pensensor from the Drosselklap pensensor ( 36 ) detected actual position (R r ) of the throttle valve ( 6 ) contains and generates an output signal controlling the current strength of the direct current motor ( 8 ),
    characterized in that
  • - The control unit ( 32 ) has a differentiating element ( 50 ) for differentiating the output signals of the throttle valve sensor ( 36 ) after the time to obtain a value of the adjusting speed of the throttle valve ( 6 ) (R v ), means ( 54 ) for determining a Friction correction value corresponding to the output value (R v ) of the differentiating element ( 50 ) and a computing unit ( 56 ) which generates a corrected output signal from the difference determined in the computing element ( 46 ) and the friction correction value determined in the device ( 54 ), and
  • - A voltmeter ( 80 ) for detecting the operating voltage of the DC motor ( 8 ) is coupled to a correction element ( 58 ) of the control unit ( 32 ) in which the output signal of the computing unit ( 56 ) is corrected on the basis of the detected motor voltage.
2. Vorrichtung nach Anspruch  1, gekennzeichnet durch eine zweite Drosselklappe (2), die direkt durch ein Gas­ pedal (4) betätigt wird.2. Device according to claim 1, characterized by a second throttle valve ( 2 ) which is operated directly by a gas pedal ( 4 ). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (54) zum Bestimmen des Reibungskorrek­ turwertes der Recheneinheit (56) das Reibungskorrektur­ signal zum Ausgleich von Änderungen der Reibung und der Massenträgheit des Gleichstrommotors (8) und der Dros­ selklappe (6) zuführt.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the device ( 54 ) for determining the Reibungskorrek turwert the computing unit ( 56 ) the friction correction signal to compensate for changes in friction and the inertia of the DC motor ( 8 ) and the throttle selflap ( 6 ) feeds. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (54) zum Bestimmen des Reibungskorrek­ turwertes der Recheneinheit ein Datenfeld mit korrigier­ ten Werten für differenzierte Ist-Stellungen (Rv) enthält.4. Device according to one of claims 1-3, characterized in that the device ( 54 ) for determining the Reibungskorrek turwert the computing unit contains a data field with corrected values for differentiated actual positions (R v ). 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (54) zum Bestimmen des Reibungskorrek­ turwertes der Recheneinheit erste und zweite Datenfelder enthält, die Korrekturwerte für differenzierte Ist-Stel­ lungen (Rv) aufweisen, so daß Reibungskorrektursignale er­ zeugt werden, die dem Betrieb bei ruhender und bei bewegter Drosselklappe (6) entsprechen.5. Device according to one of claims 1-4, characterized in that the device ( 54 ) for determining the Reibungskorrek turwert the computing unit contains first and second data fields, the correction values for differentiated Actual Stel lines (R v ), so that friction correction signals it produces witnesses that correspond to the operation when the throttle valve ( 6 ) is at rest and in motion.
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